【手続補正書】
【提出日】平成17年12月13日(2005.12.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】  明細書
【発明の名称】  光ヘッド装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】  光ビームを放射する放射光源と、
前記光ビームを収束させる第１の収束光学系と、
前記第１の収束光学系の焦点近傍に配置された情報記録媒体によって反射される光ビームを収束させる第２の収束光学系と、
前記第２の収束光学系によって収束される光ビームの光路中に配置され、前記第２の収束光学系によって収束される光ビームを回折する回折素子と、
前記回折素子により回折された回折光を検出する複数の光検出領域を有する光検出器とを備え、
前記光検出器と前記第２の収束光学系との間に開口を設けることを特徴とした光ヘッド装置。
【請求項２】  前記開口の面積が、前記第２の収束光学系の焦点距離と、前記開口の配置される位置から前記光検出器までの光軸方向の距離とによって比例算出される値以上の面積である請求項１記載の光ヘッド装置。
【請求項３】  前記回折素子と前記開口とを一体に形成した請求項１又は２に記載の光ヘッド装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ヘッド装置、光ディスク記録再生装置及び光ディスク記録再生方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高密度・大容量の記憶媒体として、ピット状パターンを有する光ディスクを用いる光メモリ技術は、ディジタルオーディオディスク、ビデオディスク、文書ファイルディスク、さらにデータファイル等へと、その応用範囲は飛躍的に拡大しつつある。かかる光メモリ技術においては、情報は微小に絞られた光ビームを介することによって、高い精度と信頼性をもって光ディスク等の光記録媒体で記録再生される。この記録再生動作は、ひとえにその光学系に依存している。
【０００３】
その光学系の主要部である光ヘッド装置の基本的な機能は、回折限界の微小スポットを形成する収束、光学系の焦点制御とトラッキング制御及びピット信号の検出、に大別される。これらの機能は、その目的と用途に応じて各種の光学系と光電変換検出方式の組み合わせによって実現されている。
【０００４】
一方、近年、ＤＶＤと称する高密度・大容量の光ディスクが実用化され、動画のような大量の情報を扱える情報媒体として脚光を浴びている。このＤＶＤ光ディスクは、従来の光ディスクであるコンパクトディスク（以下、「ＣＤ」と略記する。）と比較して記録密度を大きくするために、情報記録面でのピットサイズを小さくしている。従って、ＤＶＤ光ディスクを記録再生する光ヘッド装置においては、スポット径を決定する光源の波長や、収束レンズの開口数（Numerical Aperture：以下、「ＮＡ」と略記する。）がＣＤの場合と異なっている。因みに、ＣＤの場合、光源の波長は略０．７８μｍ、ＮＡは略０．４５であるのに対し、ＤＶＤ光ディスクの場合は、光源の波長は略０．６３〜０．６５μｍ、ＮＡは略０．６である。従って、ＣＤとＤＶＤ光ディスクの２種類の光ディスクを一つの光ディスクドライブで記録再生しようとすると、２つの光学系を有する光ヘッド装置が必要になる。
【０００５】
一方、光ヘッド装置の小型化、薄型化、低コスト化については強い要求があり、ＣＤとＤＶＤの光学系はできる限り共用化する方向にある。例えば、光源はＤＶＤ用の光源を用いて、収束用レンズだけをＤＶＤ光ディスク用とＣＤ用の２種類の収束用レンズを用いたり、収束用レンズも共用化してＮＡだけをＤＶＤ光ディスクの時は大きく、ＣＤの時には小さくするように、機械的又は光学的に変える等の方式が採用されているのが実状である。
【０００６】
以下、上述した光ヘッド装置のうち、光学的に収束用レンズのＮＡを変える方式について図面を参照しながら説明する。なお、各図の左下部に表示したｘｙｚ座標において、同一座標軸が図面上での同一方向を示すものとする。
【０００７】
図４は従来の光ヘッド装置における光学系の構成図である。図４において、１は半導体レーザを示し、波長は略０．６５μｍである。半導体レーザ１は図４の左下に図示したｘｙｚ座標のｘｚ面内に偏光面を有する直線偏光した光ビームを出射するように配置されている。
【０００８】
２は光ビームを示し、半導体レーザ１から出射する。３は偏光異方性ホログラムを示し、図４のｘｚ面内に偏光面を有する偏光の約７０％を透過し、ｙｚ面内に偏光面を有する偏光の約１００％を回折するように配置されている。偏光異方性ホログラム３のホログラムパターンは中央部と外周部で回折方向が異なり、かつ中央部からの回折光が焦点位置の異なる複数の光ビームに変換されるように形成されている。
【０００９】
４は４分の１波長板を示し、直線偏光を円偏光に変換する。５はコリメータレンズを示し、光ビーム２を平行光に変換する。６は対物レンズを示し、対物レンズ６のＮＡは０．６である。
【００１０】
７は光ディスクを示す。９は第１の回折光を示し、偏光異方性ホログラム３の中央部によって回折された光である。８は第２の回折光を示し、偏光異方性ホログラム３によって回折されたもう一つの光である。第１の回折光９と、第２の回折光８とでは、第１の回折光９のほうが、偏光異方性ホログラム３側に収束位置を有する。１０は光検出器を示し、複数の光検出領域からなっている。
【００１１】
以上のように構成された光ヘッド装置において、まず半導体レーザ１から出射した光ビーム２は、ｘｙｚ座標のｘｚ面内に偏光面を有する直線偏光光である。光ビーム２は、偏光異方性ホログラム３に入射する。偏光異方性ホログラム３はｘｚ面内に偏光面を有する偏光の約７０％の光を透過し、ｙｚ面内に偏光面を有する偏光の約１００％光を回折するので、光ビーム２はそのまま偏光異方性ホログラム３を透過して、次に４分の１波長板４によって円偏光に変換される。円偏光に変換された光ビーム２は、コリメータレンズ５により平行光に変換された後、対物レンズ６によって収束され、光ディスク７の情報記録面に微小なスポットを形成する。
【００１２】
しかし、ＣＤとＤＶＤ光ディスクとでは、基板表面から情報記録面までの厚みが異なるため、光ディスク７がＤＶＤ光ディスクの時には、殆ど収差のない微小スポットが形成できるが、光ディスク７がＣＤの時には収差が発生するため、ＣＤの再生に十分なスポットが得られない。ＣＤの再生には対物レンズ６を通過する光のうち、ＮＡが約０．３８以下の光だけを用いると収差が少なくなり、良好なスポットが得られることが知られている。光ディスク７の情報記録面で反射された光は対物レンズ６によって平行光となり、コリメータレンズ５によって収束され、収束途中の光ビームは４分の１波長板４を通過してｙｚ面内に偏光面を有する直線偏光光となり、偏光異方性ホログラム３によって約１００％回折される。
【００１３】
偏光異方性ホログラム３は、反射してきた光ビームのうち、対物レンズ６のＮＡが約０．３８以下である光が通過する中央部の領域と外周部の領域とでは回折方向が異なり、中央部の領域の光は回折光９、８となって光検出器１０に入射する。このとき、回折光９と回折光８とでは収束位置が異なり、回折光９の方が回折光８よりも、偏光異方性ホログラム３に近い位置に収束する。
【００１４】
回折光９、８は光検出器１０に入射して検出される。この光検出器１０の出力を演算することによってフォーカスエラー信号が得られる。また、情報信号は、ＤＶＤ光ディスクの場合には偏光異方性ホログラム３の中央部の領域と外周部の領域から回折するすべての回折光から得られ、ＣＤの場合には偏光異方性ホログラム３の中央部から回折する回折光９、８から得られる。このようにＣＤの場合には、情報記録面から反射してきた光のうち、対物レンズ６のＮＡが約０．３８以下である収差の少ない光線を情報信号の検出に用いることにより、良好に信号検出が可能となる。
【００１５】
また、光ディスク７にディスク基材往復光路で半導体レーザ１の略２分の１波長分の複屈折がある場合、半導体レーザ１から出射したｘｚ面内に偏光面を有する直線偏光光の約７０％は透過し、透過した光は４分の１波長板４を通過して円偏光となり、コリメータレンズ５を透過し、対物レンズ６によって光ディスク７の情報記録面に集光し反射された光はディスク基材往復光路で略２分の１波長分の複屈折により光ディスク７によって反射される前の光より２分の１波長分位相の進んだ円偏光となり、対物レンズ６を透過し、コリメータレンズ５によって収束され、収束途中の光ビームは４分の１波長板４を通過してふたたびｘｚ面内に偏光面を有する直線偏光光となり７０％は偏光異方性ホログラム３を透過し、半導体レーザ１へもどるが、残りのｘｚ面内に偏光面を有する直線偏光光３０％は偏光異方性ホログラム３で複数の光に回折され、光検出器１０へ入射することになり、フォーカスエラー信号として検出される。つまり光ディスクに複屈折がある場合でもない場合に比較して再生信号の約３分の１は、検出できるため充分に良好な信号を得ることが可能なのである。
【００１６】
フォーカスエラー信号の検出方法はたとえば、特開平２−１８５７２２号公報に開示されている公知のＳＳＤ（スポットサイズ検出）法であり、図５と図６を用いて詳述する。
【００１７】
図５はフォーカスエラー信号の検出方法を説明するための図であって、同図において図４と同一物については同一番号を付して説明を省略する。なお図５、図６では、偏光異方性ホログラム３と４分の１波長板４の配置が異なるが作用は同じである。
【００１８】
図５（ａ）では、光ディスク７の情報記録面の位置は対物レンズ６の焦点位置よりも対物レンズ６から遠ざかる向きにあり、回折光９と回折光８の焦点位置はコリメータレンズ５に近づく。
【００１９】
図５（ｂ）では光ディスク７の情報記録面の位置は対物レンズ６の焦点位置に一致している。回折光９と回折光８の焦点位置は光検出器１０の表面に対して対称位置になり、結果、光検出器１０上での回折光９、８のビームサイズは同じになる。
【００２０】
図５（ｃ）では光ディスク７の情報記録面の位置は対物レンズ６の焦点位置よりも対物レンズ６に近づく向きにあり、回折光９と回折光８の焦点位置はコリメータレンズ５から遠ざかる。図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）それぞれの状態での光検出器１０上に生成される回折光のスポットを図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す。
【００２１】
図６において１０は光検出器であり、８ａ〜８ｄ及び、９ａ〜９ｄは図５における回折光９と回折光８の分割された光である。この分割はホログラム素子３を領域分割することによって行われている。１１〜１４は光検出器１０の一部の検出領域であり、検出領域１１と検出領域１４の出力の和をＦＥ１で示し、検出領域１２と検出領域１３の出力の和をＦＥ２で示す。図５（ａ）は図６（ａ）に対応する図であって図６（ａ）においては、回折光スポット８ａ〜８ｄの寸法は回折光スポット９ａ〜９ｄの寸法よりも小さくなる。
【００２２】
図６（ｂ）は図５（ｂ）に対応する図であって、図６（ｂ）においては、回折光スポット８ａ〜８ｄの寸法は回折光スポット９ａ〜９ｄの寸法と等しくなる。図６（ｃ）は図５（ｃ）に対応する図であって、図５（ｃ）においては回折光スポット８ａ〜８ｄの寸法は回折光スポット９ａ〜９ｄの寸法よりも大きくなる。
【００２３】
説明を容易にするために分割された回折光スポット８ａ〜８ｄ及び９ａ〜９ｄの各４分の１円を仮想的に合成して図７に示す。図７（ａ）は図６（ａ）に対応する図であって１５、１６は回折光スポットであり、それぞれ、図６に示した回折光スポット８ａ〜８ｄ、９ａ〜９ｄを合成したものである。１７〜２２は検出領域であり、検出領域１７は図６に示した検出領域１１に、検出領域１８は検出領域１２と１３に、検出領域１９は検出領域１４に、検出領域２０は検出領域１３に、検出領域２１は検出領域１１と１４に、検出領域２２は検出領域１２にそれぞれ対応している。
【００２４】
フォーカスエラー信号は検出領域の出力ＦＥ１とＦＥ２の差（ＦＥ１−ＦＥ２）によって得られ、図６（ａ）の時には負になり、図６（ｂ）の時には０になり、図６（ｃ）の時には正になる。従ってフォーカスエラー信号が０になるように対物レンズ６を動かすことによって対物レンズ６の焦点位置と光ディスク７の情報記録面の位置を一致させることが可能となる。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の構成では、複屈折を持った光ディスクを記録再生する場合に、フォーカスエラー信号に信号光とは関係のない回折光による不要光である迷光が光検出器上に集光するため、フォーカスエラー信号にオフセットを生じ、フォーカスエラー信号の検出感度を低下させる等の課題があった。
【００２６】
以下、図面を参照しながらフォーカスエラー信号の検出感度が低下する仕組みについて説明する。
光ディスク７にディスク基材往復光路で半導体レーザ１の略２分の１波長分の複屈折がある場合、半導体レーザ１から出射したｘｚ面内に偏光面を有する直線偏光光の約７０％は透過し、透過した光は４分の１波長板４を通過して円偏光となり、コリメータレンズ５を透過し、対物レンズ６によって光ディスク７の情報記録面に集光し反射された光はディスク基材往復光路で略２分の１波長分の複屈折により光ディスク７によって反射される前の光より２分の１波長分位相の進んだ円偏光となり、対物レンズ６を透過し、コリメータレンズ５によって収束され、収束途中の光ビームは４分の１波長板４を通過してふたたびｘｚ面内に偏光面を有する直線偏光光となり７０％は偏光異方性ホログラム３を透過し、半導体レーザ１へもどるが、残りのｘｚ面内に偏光面を有する直線偏光光３０％は偏光異方性ホログラム３で複数の光に回折され、光検出器１０へ入射することになり、フォーカスエラー信号として検出される。しかしながら、半導体レーザ１から出射した本来フォーカスエラー信号として使用しないｘｚ面内に偏光面を有する直線.偏光光の約３０％は回折され、回折された光のほとんどはコリメータレンズ５に入射しないが、一部の回折された光は４分の１波長板４を通過して円偏光となり、コリメータレンズ５を透過し、対物レンズ６によって光ディスク７情報記録面に集光し反射された光はディスク基材往復光路で略２分の１波長分の複屈折により光ディスク７によって反射される前の光より２分の１波長分位相の進んだ円偏光となり、対物レンズ６を透過し、コリメータレンズ５によって収束され、収束途中の光ビームは４分の１波長板４を通過してふたたびｘｚ面内に偏光面を有する直線偏光光となるため、偏光異方性ホログラム３を７０％が透過し、光検出器１０へ入射することになる。
【００２７】
ここで、図６、図８を用いて課題である半導体レーザ１から出射した本来フォーカスエラー信号として使用しないｘｚ面内に偏光面を有する直線偏光光の約３０％の回折光が光検出器１０へ入射するまでについて詳細な説明を以下に示す。
【００２８】
図８は、図４に示す各構成部品を点または平面で簡略表示し、図４と同一物については同一番号を付してある。３ａは、偏光異方性ホログラム３の有効光使用領域、３ｂは偏光異方性ホログラムの回折領域、２ａは前記偏光異方性ホログラムの有効光使用領域３ａを通る回折光の一光線、２ｂは偏光異方性ホログラムの回折領域３ｂを通る回折光の一光線である。半導体レーザ１から出射した前記偏光異方性ホログラム３の有効光使用領域３ａを通った回折光の一光線２ａは、前述したようにｘｚ面内に偏光面を有する直線偏光光のため回折され、４分の１波長板４を通過して円偏光となり、コリメータレンズ５を透過し、対物レンズ６によって光ディスク７情報記録面に集光し反射された光はディスク基材往復光路で略２分の１波長分の複屈折により光ディスク７によって反射される前の光より２分の１波長分位相の進んだ円偏光となり、対物レンズ６を透過し、コリメータレンズ５に入射せず、光検出器１０上に集光しない。つまり、偏光異方性ホログラムの有効光使用領域３ａを通った回折光は、光検出器１０に帰らないため問題とはならない。
【００２９】
しかし、半導体レーザ１から出射した偏光異方性ホログラム３の回折領域３ｂを通った回折光の一光線２ｂは、前述したようにｘｚ面内に偏光面を有する直線偏光光のため回折され、４分の１波長板４を通過して円偏光となり、コリメータレンズ５を透過し、対物レンズ６によって光ディスク７情報記録面に集光し反射された光はディスク基材往復光路で略２分の１波長分の複屈折により光ディスク７によって反射される前の光より２分の１波長分位相の進んだ円偏光となり、対物レンズ６を透過し、コリメータレンズ５によって収束され、収束途中の光ビームは４分の１波長板４を通過してふたたびｘｚ面内に偏光面を有する直線偏光光となるため、偏光異方性ホログラム３の有効光使用領域３ａと偏光異方性ホログラム３の回折領域３ｂとの間の領域を７０％が透過し、光検出器１０へ入射することになる。つまり、前述の光検出器１０入射する光は図６で説明した光検出器１０上の一部の検出領域１１、１２、１３、１４のどれか又はまたがって入射するためＦＥ１とＦＥ２の差で作られるフォーカスエラー信号にオフセットを発生させ、またフォーカスエラー信号の検出感度を低下又は変動させることとなる。
【００３０】
結果、フォーカスエラー信号にオフセットが加わり、ジッタ最良点からフォーカス位置がずれてしまう、フォーカスエラー信号の検出感度低下や検出のリニアリティ範囲を狭めてしまい耐振動特性の低下を招くという課題を有していた。
【００３１】
本発明は、上記課題を克服すべく、情報記録媒体の複屈折量の大小に関わらずフォーカスエラー信号のオフセット量を従来に比べてより小さくし、かつフォーカスエラー信号の検出感度の低下やフォーカスエラー信号検出のリニアリティ範囲を狭めてしまうことを防ぐことを目的とする。
【００３２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明にかかる光ヘッド装置は、光ビームを放射する放射光源と、光ビームを収束させる第１の収束光学系と、第１の収束光学系の焦点近傍に配置された情報記録媒体によって反射される光ビームを収束させる第２の収束光学系と、第２の収束光学系によって収束される光ビームの光路中に配置され、第２の収束光学系によって収束される光ビームを回折する回折素子と、回折素子により回折された回折光を検出する複数の光検出領域を有する光検出器とを備え、光検出器と第２の収束光学系との間に開口を設けることを特徴とする。
【００３３】
かかる開口を設けることにより、回折光のうちフォーカスエラー信号にオフセットを発生させる要因となるものが遮光されるので、光検出器に入射せず、フォーカスエラー信号の検出感度の低下や変動を抑制することが可能となる。
【００３４】
また、本発明にかかる光ヘッド装置は、開口の面積が、第２の収束光学系の焦点距離と、開口の配置される位置から光検出器までの光軸方向の距離とによって比例算出される値以上の面積であることが好ましい。かかる値より小さければ、本来有効光として扱わなければならない回折光まで遮光してしまうからである。
【００３５】
また、本発明にかかる光ヘッド装置は、第１の収束光学系の有効径を３．９６ｍｍ、第２の収束光学系の焦点距離を１８ｍｍ以上２０ｍｍ以下とし、開口を光検出器から光軸方向に３．９ｍｍ以上４．３ｍｍ以下の距離に配置し、開口の直径を０．７９ｍｍ以上とすることが望ましい。実用範囲内で、第２の収束光学系の焦点距離を２０ｍｍ、開口を光検出器から光軸方向に４．０ｍｍの距離に配置した場合に、開口の直径を０．７９ｍｍ以上としなければ、本来有効光として扱わなければならない回折光まで遮光してしまうからである。
【００３６】
また、本発明にかかる光ヘッド装置は、開口の形状を楕円形状又は長円形状とすることが好ましい。開口の形状が円形である場合と同等の効果が期待できるからである。
【００３７】
また、本発明にかかる光ヘッド装置は、開口を楕円形状又は長円形状とし、かつ楕円形状又は長円形状の長軸の長さを、第１の収束光学の有効径に第１の収束光学系が情報記録媒体に記録された情報列を横断する最大移動量を加算した値に応じた第１の収束光学系の有効径から第２の収束光学系の焦点距離と開口の配置される光検出器からの光軸方向の距離によって比例算出される値とし、楕円形状又は長円形状の開口における長軸の方向を情報記録媒体に記録された情報列を横断する方向に応じた方向と略一致させることが好ましい。フォーカスエラー信号のオフセットを発生させる要因となる回折光を遮光するためである。
【００３８】
また、本発明にかかる光ヘッド装置は、第１の収束光学系が、第２の収束光学系を兼ねていることが好ましい。一体型とすることで、部品点数の減少に伴う製造コストの削減が期待できるからである。
【００３９】
また、本発明にかかる光ヘッド装置は、回折素子が、回折効率の偏光異方性を有するホログラム素子であることが好ましい。有効な回折光を制御しやすいからである。
【００４０】
また、本発明にかかる光ヘッド装置は、回折光からフォーカスエラー信号を検出する手段を備えることが好ましい。フォーカスエラー信号を検出できることにより、対物レンズを移動等させて、対物レンズの焦点距離と情報記録媒体の情報記録面の位置とを一致させることが容易になるからである。
【００４１】
また、本発明にかかる光ヘッド装置は、回折素子と開口とを一体に形成することが好ましい。一体型とすることで、部品点数の減少に伴う製造コストの削減が期待できるからである。
【００４２】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１にかかる光ヘッド装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態１にかかる光ヘッド装置における光学系の構成図である。なお、図４で示した従来の光ヘッド装置の構成と同一のものについては同一番号を付して説明を省略する。図１において図４と異なるのは、円形の開口を有する点にある。
【００４３】
図１において、１は半導体レーザを示し、波長は略０．６５μｍである。半導体レーザ１は図１の左下に図示したｘｙｚ座標のｘｚ面内に偏光面を有する直線偏光した光ビームを出射するように配置されている。
【００４４】
２は光ビームを示し、半導体レーザ１から出射する。３１は半導体レーザ１から出射される光ビーム２の有効光だけを通過制限するための円形の開口を示す。３は偏光異方性ホログラムを示し、図１のｘｚ面内に偏光面を有する偏光の約７０％を透過し、ｙｚ面内に偏光面を有する偏光の約１００％を回折するように配置されている。偏光異方性ホログラムは、例えばニオブ酸リチウムを基板として、一部のリチウムをプロトン交換して作製されるものや、ガラス基板に液晶を含有した樹脂を塗布し、ドライエッチングで作製されるものがある。偏光異方性ホログラム３のホログラムパターンは中央部と外周部で回折方向が異なり、かつ中央部からの回折光が焦点位置の異なる複数の光ビームに変換されるように形成されている。
【００４５】
４は４分の１波長板を示し、直線偏光を円偏光に変換する。５はコリメータレンズを示し、光ビーム２を平行光に変換する。６は対物レンズを示し、対物レンズ６のＮＡは０．６である。
【００４６】
また、７は光ディスクを示す。９は第１の回折光を示し、偏光異方性ホログラム３の中央部によって回折された光である。８は第２の回折光を示し、偏光異方性ホログラム３によって回折されたもう一つの光である。第１の回折光９と、第２の回折光８とでは、第１の回折光９のほうが、偏光異方性ホログラム３側に収束位置を有する。１０は光検出器を示し、複数の光検出領域からなっている。
【００４７】
光ディスク７にディスク基材往復光路で半導体レーザ１の略２分の１波長分の複屈折がある場合、半導体レーザ１から出射した光ビーム２のうち開口３１により有効光だけを通過させ、偏光異方性ホログラム３に入射しｘｚ面内に偏光面を有する直線偏光光の約７０％は透過する。
【００４８】
透過した光は４分の１波長板４を通過して円偏光となり、コリメータレンズ５を透過し、対物レンズ６によって光ディスク７の情報記録面に集光し、反射される。
【００４９】
反射された光は、ディスク基材往復光路で略２分の１波長分の複屈折により光ディスク７によって反射される前の光より２分の１波長分位相の進んだ円偏光となり、対物レンズ６を透過し、コリメータレンズ５によって収束される。
【００５０】
収束途中の光ビームは４分の１波長板４を通過して、再度ｘｚ面内に偏光面を有する直線偏光光となって７０％は偏光異方性ホログラム３を透過し、半導体レーザ１へ戻る。
【００５１】
しかし、残りのｘｚ面内に偏光面を有する直線偏光光３０％は偏光異方性ホログラム３で複数の光に回折され、光検出器１０へ入射することになり、図６で説明したフォーカスエラー信号として検出される。
【００５２】
次に、図２は図１に示す各構成部品を点又は平面で簡略表示したものであり、図１と同一の物については同一番号を付してある。図２において、２ａは開口３１を通過し偏光異方性ホログラム３に入射する光線及び開口３１を通過する有効回折光の一光線を示し、２ｂは開口３１を通過する光線について、開口３１のない場合を想定した仮想回折光の一光線を示す。
【００５３】
半導体レーザ１から出射された開口３１を通過する有効回折光の一光線２ａは、偏光異方性ホログラム３に入射し、ｘｚ面内に偏光面を有する直線偏光光のため回折され、４分の１波長板４を通過して円偏光となり、コリメータレンズ５を透過し、対物レンズ６によって光ディスク７情報記録面に集光し反射される。反射された光は、ディスク基材往復光路で略２分の１波長分の複屈折により光ディスク７によって反射される前の光より２分の１波長分位相の進んだ円偏光となり、対物レンズ６を透過し、コリメータレンズ５に入射せず、光検出器１０上には集光しない。
【００５４】
ここで、開口３１のない場合を想定した半導体レーザ１から出射した偏光異方性ホログラム３を通る仮想回折光の一光線２ｂは、ｘｚ面内に偏光面を有する直線偏光光のため回折され、４分の１波長板４を通過して円偏光となり、コリメータレンズ５を透過し、対物レンズ６によって光ディスク７情報記録面に集光し反射される。反射された光はディスク基材往復光路で略２分の１波長分の複屈折により光ディスク７によって反射される前の光より２分の１波長分位相の進んだ円偏光となり、対物レンズ６を透過し、コリメータレンズ５によって収束され、収束途中の光ビームは４分の１波長板４を通過してふたたびｘｚ面内に偏光面を有する直線偏光光となるため、偏光異方性ホログラム３を７０％が透過し、光検出器１０へ入射することになる。
【００５５】
しかし、開口３１がない場合を想定した仮想回折光の一光線２ｂは、光検出器１０と偏光異方性ホログラムの間に開口３１を設けたことにより、開口を通過することなく遮られ、光検出器１０に入射することはない。
【００５６】
その結果、前述の光検出器１０上に形成される一部の検出領域から作られるフォーカスエラー信号にオフセットを発生させることもなく、またフォーカスエラー信号の検出感度を低下又は変動を抑制することが可能となる。
【００５７】
本発明の実施の形態１においては、偏光異方性ホログラムと４分の１波長板は別のものとして構成しているが、一体として形成されたものとして構成しても特に問題はない。
【００５８】
また、本発明の実施の形態１においては、偏光異方性ホログラムと開口について、別個独立したものとして構成しているが、偏光異方性ホログラムの片側の面に開口を一体形成しても同様の効果が期待できる。
【００５９】
さらに、本発明の実施の形態１において、開口の形状は円形に限定されるものではなく、楕円形状又は長円形状とし、楕円形状又は長円形状の長軸の方向を情報記録媒体に記録された情報列を横断する方向と略一致させ、対物レンズの移動量と対物レンズの有効径を加算した値に応じた所定の比例式で算出される値を開口の長軸長とすることでも同様の効果が期待できる。
【００６０】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２にかかる光ヘッド装置について、図面を参照しながら説明する。図３は、本発明の実施の形態１にかかる光ヘッド装置における光学系の構成図である。図３は、図１で示した実施の形態１にかかる光ヘッド装置の構成と以下に述べる点を除いては同じであり、図１と同一のものについては同一番号を付して説明を省略する。図３において図１と異なるのは、浮遊光除去用開口３２を有する点にある。
【００６１】
図３において、半導体レーザ１から出射した光ビーム２はｘｚ面内に偏光面を有する直線偏光光である。光ビーム２は、偏光異方性ホログラム３に入射する。偏光異方性ホログラム３は、ｘｚ面内に偏光面を有する偏光の約７０％の光を透過し、ｙｚ面内に偏光面を有する偏光の約１００％光を回折するので、光ビーム２はそのまま偏光異方性ホログラム３を透過して、次に４分の１波長板４によって円偏光に変換される。円偏光に変換された光ビーム２は、浮遊光除去用開口３２を通過し、コリメータレンズ５により平行光に変換された後、対物レンズ６によって収束され、光ディスク７の情報記録面に微小なスポットを形成する。
【００６２】
しかし、ＣＤとＤＶＤ光ディスクとでは、基板表面から情報記録面までの厚みが異なるため、光ディスク７がＤＶＤ光ディスクの時には、ほとんど収差のない微小スポットが形成できるが、光ディスク７がＣＤの時には収差が発生するため、ＣＤの再生に十分なスポットが得られない。なお、ＣＤの再生には対物レンズ６を通過する光のうち、ＮＡが約０．３８以下である光だけを用いると収差が少なくなり、良好なスポットが得られることが知られている。
【００６３】
光ディスク７の情報記録面で反射された光は対物レンズ６によって平行光となり、コリメータレンズ５によって収束され、浮遊光除去用開口３２を通過し、収束途中の光ビームは４分の１波長板４を通過してｙｚ面内に偏光面を有する直線偏光光となり、偏光異方性ホログラム３によって約１００％回折される。偏光異方性ホログラム３は、反射してきた光ビームのうち、対物レンズ６のＮＡが約０．３８以下である光が通過する中央部の領域と外周部の領域とでは回折方向が異なり、中央部の領域の光は回折光９、８となって光検出器１０に入射する。このとき、回折光９と回折光８とでは収束位置が異なり、回折光９の方が回折光８よりも、偏光異方性ホログラム３に近い位置に収束する。回折光９、８は光検出器１０に入射して検出される。
【００６４】
ここで、浮遊光除去用開口３２について説明すると、図面に記載していないが、上記の各部品は、実際の光学ヘッドでは金属または樹脂等の筐体に保持されている。筐体の内面、偏光異方性ホログラム３の表面、コリメータ５の光ビーム２が入射する面の表面、対物レンズ６の光ビーム２の入射する表面等からの反射光である浮遊光が光検出器１０に不安定に入射することを、浮遊光除去用開口３２を設けることによって防ぐことができる。したがって、浮遊光によって生じる光検出器１０から検出される信号成分に対してのノイズを抑制することが可能となり、ジッタの劣化、フォーカスエラー信号へのオフセットを抑制する効果が期待できる。
【００６５】
なお、本発明の実施の形態２では、偏光異方性ホログラムと浮遊光除去用開口を、別個独立したものとして構成しているが、一体として形成されたものとして構成しても良い。また、４分の１波長板と一体として形成しても同様の効果が期待できる。
【００６６】
また、以上の説明ではホログラム素子として偏光異方性ホログラムを用いた例を説明したが、偏光異方性を有しないホログラム素子を用いても、同様に実施可能である。また、光ディスクについてもっぱら説明したが、光磁気ディスクについても同様に実施可能である。
【００６７】
以上のように本実施の形態２によれば、浮遊光が光検出器に不安定に入射することを防ぎ、浮遊光の光検出器から検出される信号成分に対してノイズの発生を抑制することが可能となり、ジッタの劣化、フォーカスエラー信号へのオフセットを抑制することが可能となる。
【００６８】
【発明の効果】
以上のように本発明にかかる光ディスク装置によれば、光ディスクに複屈折がある場合、光検出器と偏光異方性ホログラムの間に開口を設けたことによって遮光されることにより、有効径外の偏光異方性ホログラムで回折された迷光が光検出器に入射しなくなるため、光検出器上に形成される一部の検出領域から作られるフォーカスエラー信号にオフセットを発生させることもなく、またフォーカスエラー信号の検出感度を低下又は変動を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１にかかる光ヘッド装置における光学系の構成図
【図２】  本発明の実施の形態１にかかる光ヘッド装置における光学系の模式図
【図３】  本発明の実施の形態２にかかる光ヘッド装置における光学系の構成図
【図４】  従来の光ヘッド装置における光学系の構成図
【図５】  フォーカスエラー信号の検出方法の説明図
【図６】  光検出器の光検出領域と回折光スポットの関係図
【図７】  回折光スポットの説明図
【図８】  従来の光ヘッド装置における光学系の模式図
【符号の説明】
１  半導体レーザ
２  光ビーム
３  偏光異方性ホログラム
４  ４分の１波長板
５  コリメータレンズ
６  対物レンズ
７  光ディスク
８、９  回折光
８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、１５、１６  回折光スポット
１０  光検出器
１１、１２、１３、１４、１７、１８、１９、２０、２１、２２  検出領域
３１  開口
３２  浮遊光除去用開口